辰翼飞行器飞行控制代码分析.docx

辰翼飞行器飞行控制代码分析.docx辰翼飞行器飞行控制代码分析一研究飞控代码的目的和意义二辰翼飞行器的硬件实现和传感器设置三飞行控制系统整体框架图四子系统的主要程序实现和解析辰翼飞行器可以分解为三大部件构成:核心控制器部件机载电源器械部件传感器部件。核心控制器部件是辰翼飞行器的核心算法控制平台,是实现飞行器控制的枢纽,各种控制算法的集成物理载体。读取并解析从传感器部件传送的各种数据,并对辰翼飞行器进行姿态解算,导航定位,速度输出,飞行控制,并且与地面基站保持双向信息传递,将主控制器的数据传送给地面基站或者从地面基站获得数据接收命令。由于主控制器需要实时接收各种传感器数据并完成一系列各种复杂的任务,因此要求主控制器外部接口丰富,具有良好的数据处理速度以及足够的数据存储空间,选择能源消耗慢的芯片。机载电源器械部件主要是飞行器能源系统以及包括主要以旋翼在内的物理飞行构件C因为不同的硬件部分有自己的标准电压,但是辰翼飞行器只有一处总的能源供应,因此需要将机载电源的输入电压转换为各种所需要的标准电压,由于输入电压与输出电压相差不大,故采用UBEC低压稳压模块。辰翼飞行器机载电源器械模块实现原理辰翼飞行器采用四个旋翼作为直接的动力来源,四个旋翼呈十字形对称分布在机体的前后左右四个方位,它们高度--致,大小,形状,质量完全一样,分别由各自的电机带动旋转。其中电机1、3逆时针旋转,电机2、4顺时针旋转。四旋翼飞行器在空间共有6个自由度,分别沿3个坐标轴作平移和旋转动作,这6个自由度的控制都可以通过调节不同电机的转速来实现。基本运动状态分别是:垂直运动;俯仰运动;滚转运动;偏航运动;前后运动;侧向运动。itnti四旋翼飞行器结构垂直运动:最容易实现的一种运动状态,飞行器在竖直方向上下运动。因有两对电机转向相反,可以平衡其对机身的反扭矩。2L当四个电机同时提高输出功率,旋翼转速增加,使得向上的拉力增大,当拉力之和能够抵消飞行器自身重力时.,产生一个向上的合力,辰翼飞行器便离地垂直向上飞行;当同时减小四个电机的输出功率,旋翼转速减小,使得向上的拉力减小,辰翼飞行器则垂直下降,直至平衡落地。当四个旋翼产生的拉力等于飞行器自身重量时,飞行器静止悬停在空中。力等于飞行器的自重时,飞行器便保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。俯仰运动:对于俯仰运动的定义是飞行器在X-Z平而内绕着Y轴转动。当增加电机1功率,降低电机3的功率,并保证电机1的增加量等于电机3的减少量,而电机2、电机4的输出功率保持不变。由于旋翼1的升力上,而旋翼3的升力减小,机体左右产生一个拉力差,机身不再保持平衡而产生倾斜,但总的扭转力矩仍是为零,但旋翼拉力产生一个水平分量升,旋翼3的升力下降,产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转(方向如图所示),同理,当电机1的转速下降,电机3的转速上升,机身便绕y轴向另一个方向旋转,实现飞行器的俯仰运动。滚转运动:对于滚转运动的定义是飞行器在Y-Z平面内